张云刚，刘黄韬，高 强，朱志峰，李 博，王永达

1.燕山大学电气工程学院，河北 秦皇岛 066004 2.天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津 300072

引 言

SF6气体由于良好的绝缘和灭弧性能而广泛应用于气体绝缘开关设备。然而，设备内的毛刺、突起等绝缘缺陷会在设备内引发放电。当发生放电时，部分SF6气体被电离并分解生成低氟硫化物SFx(x<6)，其中绝大部分SFx在放电结束后能够重组成SF6，小部分SFx会进一步与设备内的微量H2O和O2反应生成具有腐蚀性和毒性的副产物，这些副产物会加速设备绝缘劣化，严重影响设备的正常运行[1]。因此，研究SF6放电分解机理对于设备的安全运行具有重要意义。

为研究GIS内SF6分解机理，研究人员建立了诸多SF6放电分解模型以模拟设备内高压放电。其中，最具影响力的是Van Brunt等[2]提出的“区域反应模型”，该模型将放电区域分为辉光区、离子迁移区和主气体室三个区域，在辉光区，SF6、O2和H2O在高能电子碰撞下分解成SFx，O和OH，这些物质再反应生成SOF4和S2F10等。离子迁移区主要是带电粒子与分子之间的反应，这些反应对最终产物的形成影响不大。主气室区域中，辉光区产生的SFx和SOF4等产物扩散到该区域并与该区域的H2O和O2反应产生SOF2和SO2F2等稳定的分解产物。近些年，Tang等[3]建立了4种SF6局部放电模型研究SF6分解产物，并利用气相色谱法分离得到了CF4，SOF2，SO2F2，SO2和H2S等。然而，这些检测方法都是通过对设备内部SF6气体分解组分的采样分析，但是部分分解物在采样后的短时间内可能会发生转化[4]，通过分析分解物来反推反应机理，其结果具有不确定性[5]。因此，实现SF6分解产物原位检测对于研究SF6分解机理具有重要意义。然而，由于自由放电在时间和空间上的随机性，导致SF6分解演化过程很难观测。

飞秒激光引导高压放电通过对放电过程的时间和空间控制实现了SF6分解演化过程的原位检测。……